Exercício Resolvido de Campo Elétrico
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Uma carga elétrica puntiforme de 10 nC é colocada em um campo elétrico onde sofre uma força de 1×10−2 N, horizontal e da esquerda para a direita. Determinar:
a) O módulo, a direção e o sentido do campo elétrico;
b) Se a carga do problema fosse trocada por uma carga de −2 µC. Qual seria o módulo, a direção e o sentido da nova força agindo na carga?
Dados do problema:
- Carga elétrica: q = 10 nC = 10×10−9 C;
- Força elétrica: F = 1×10−2 N.
a) Como a carga é positiva, o vetor força elétrica,
\( \vec F\),
e o vetor campo elétrico,
\( \vec E\),
estão na mesma direção e
sentido (Figura 1).
A força elétrica e o campo elétrico estão relacionados pela expressão
A força elétrica e o campo elétrico estão relacionados pela expressão
\[
\begin{gather}
\bbox[#99CCFF,10px]
{\vec F=q\vec E}
\end{gather}
\]
o módulo do campo elétrico pode ser escrita como
\[
\begin{gather}
E=\frac{F}{q}\\[5pt]
E=\frac{1\times 10^{-2}}{10\times 10^{-9}}\\[5pt]
E=1\times 10^{-2}\times 10^8\\[5pt]
E=1\times 10^6\;\mathrm{N/C}
\end{gather}
\]
O campo elétrico será (Figura 1)
Módulo: 1×106 N/C;
Direção: horizontal;
Sentido: para a direita.
b) Para uma carga de −2×10−6 C, temos uma força elétrica de módulo
\[
\begin{gather}
F=qE\\[5pt]
F=-2\times 10^{-6}\times 1\times 10^6\\[5pt]
F=-2\;\mathrm N
\end{gather}
\]
A força elétrica será (Figura 2)
Módulo: − 2 N;
Direção: horizontal;
Sentido: para a esquerda.
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